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JP3208086B2 - Rectangular section tunnel excavator - Google Patents
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JP3208086B2 - Rectangular section tunnel excavator - Google Patents

Rectangular section tunnel excavator

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JP3208086B2
JP3208086B2 JP09474797A JP9474797A JP3208086B2 JP 3208086 B2 JP3208086 B2 JP 3208086B2 JP 09474797 A JP09474797 A JP 09474797A JP 9474797 A JP9474797 A JP 9474797A JP 3208086 B2 JP3208086 B2 JP 3208086B2
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sediment
plate
jack
scraping
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清志 松本
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Okumura Corp
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は地中に小径の矩形パ
イプを埋設するに先立って、該矩形パイプ埋設用トンネ
ルを掘削するための矩形断面トンネル掘削機に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rectangular section tunnel excavator for excavating a rectangular pipe embedding tunnel prior to embedding a small-diameter rectangular pipe in the ground.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、例えば地中に軌道や道路下を
横断する地下構造物を構築する際に、軌道や道路を挟ん
で立坑を掘削し、両立坑間に複数本の矩形パイプを計画
地下構造物の少なくとも上床位置に並列状態に埋設して
パイプルーフを形成したのち、一方の立坑側からパイプ
ルーフの後端面に既製の地下構造物の前端面を当接させ
た状態で該地下構造物の内部の土砂を掘削排除しながら
推進させ、パイプルーフと地下構造物とを置換すること
が行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, when constructing an underground structure crossing a track or a road underground, for example, a shaft is excavated across a track or a road, and a plurality of rectangular pipes are planned between the shafts. After the pipe roof is formed by burying the pipe roof at least at the upper floor position of the underground structure, and the front end face of the ready-made underground structure is brought into contact with the rear end face of the pipe roof from one of the shafts, 2. Description of the Related Art It has been practiced to excavate and excavate earth and sand inside an object to replace a pipe roof with an underground structure.

【0003】この際、上記のようなパイプルーフを形成
するための各矩形パイプを地中に埋設するには、図4、
図5に示すように、内部にオーガスクリュー32を回転自
在に挿入してなる定尺の矩形パイプ31を一方の立坑33か
ら該立坑33内に設置したジャッキ34により推進させると
共にモータ35によってオーガスクリュー32を回転させて
前方地盤の掘削しながら埋設し、一本の矩形パイプ31を
埋設したのち、次の矩形パイプ31とオーガスクリュー32
を継ぎ足して推進させ、この作業を繰り返し行うことに
より両立坑間に複数本の矩形パイプを直列状に埋設する
ことが行われている。
At this time, in order to bury each rectangular pipe for forming the above-mentioned pipe roof in the ground, FIG.
As shown in FIG. 5, a fixed-length rectangular pipe 31 having an auger screw 32 rotatably inserted therein is propelled from one shaft 33 by a jack 34 installed in the shaft 33, and an auger screw 32 is driven by a motor 35. Rotate 32 to bury while excavating the ground in front, bury one rectangular pipe 31 and then the next rectangular pipe 31 and auger screw 32
By repeating this operation, a plurality of rectangular pipes are buried in series between both shafts.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような矩形パイプの推進、埋設手段によれば、矩形パイ
プ31の前方地盤を該矩形パイプ31内に配設した断面円形
のオーガスクリュー32によって掘削するものであるか
ら、矩形パイプ31の四隅部には該オーガスクリュー32に
よって掘削できない地盤が残存して矩形パイプ31の推進
抵抗が増大するばかりでなく、オーガスクリュー32の回
転によって矩形パイプ31がその回転方向にローリングす
る虞れがあると共に方向制御も困難であるために、精度
のよい埋設が行えないという問題点がある。特に、矩形
パイプ31は上下方向に偏位すると、パイプルーフ全体が
幅方向に波形状に変形した形態となって地下構造物との
置換に支障をきたすことになる。また、パイプの埋設長
が増大するに従って継ぎ足したオーガスクリュー32の回
転制御も困難となって長距離施工が行えなくなるという
問題点があった。
However, according to the rectangular pipe propulsion and embedding means as described above, the ground in front of the rectangular pipe 31 is excavated by the auger screw 32 having a circular cross section disposed in the rectangular pipe 31. Therefore, not only the ground that cannot be excavated by the auger screw 32 remains at the four corners of the rectangular pipe 31 but the propulsion resistance of the rectangular pipe 31 increases, and the rotation of the auger screw 32 causes the rectangular pipe 31 to There is a problem that accurate embedding cannot be performed because there is a risk of rolling in the rotation direction and direction control is difficult. In particular, when the rectangular pipe 31 is displaced in the vertical direction, the entire pipe roof is deformed into a corrugated shape in the width direction, which hinders replacement with the underground structure. Also, as the buried length of the pipe increases, it becomes difficult to control the rotation of the auger screw 32 that is added, and there is a problem that long-distance construction cannot be performed.

【0005】このようなオーガスクリューによる地盤の
掘削に替えて、断面矩形状のスキンプレートの前端開口
部に円形カッタを回転自在に配設すると共に該円形カッ
タでは掘削できない地盤を掘削するための補助カッタを
スキンプレートの前端周縁に沿って移動自在に配設して
なる矩形断面トンネル掘削機が知られているが、この掘
削機においても上記同様にローリングの発生や方向制御
の困難性が生じると共に補助カッタの作動機構が複雑で
あって故障が発生し易いという問題点がある。
Instead of excavating the ground with the auger screw, a circular cutter is rotatably disposed at the front end opening of the skin plate having a rectangular cross section, and an auxiliary for excavating the ground that cannot be excavated with the circular cutter. A rectangular section tunnel excavator in which a cutter is movably arranged along the front edge of the skin plate is known. However, in this excavator, the occurrence of rolling and the difficulty of directional control occur as described above. There is a problem that the operation mechanism of the auxiliary cutter is complicated and a failure easily occurs.

【0006】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところはローリングの発生が
生じ難く且つ方向制御が可能で矩形断面トンネルを円滑
且つ能率よく掘削し得る矩形断面トンネル掘削機を提供
するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a rectangular section in which rolling is unlikely to occur, direction can be controlled, and a rectangular section tunnel can be excavated smoothly and efficiently. To provide a tunnel excavator.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の矩形断面トンネル掘削機は、前端開口部近傍
内に隔壁を一体に張設して該隔壁前方側の開口端内部を
掘削土砂取込空間部に形成している断面矩形状のスキン
プレートと、このスキンプレートの開口端前方において
該開口端の全幅に亘り該スキンプレートの上半部間と下
半部間でそれぞれ上下方向に往復回動自在に配設された
前端に切削刃を突設してなる上側及び下側の土砂掻き込
み部材と、これらの上下土砂掻き込み部材を上下方向に
回動させるジャッキと、前端開口部を隔壁から上記掘削
土砂取込空間部に臨ませた土砂排出管とから構成してい
る矩形断面トンネル掘削機において、上記上側の土砂掻
き込み部材と下側の土砂掻き込み部材は、スキンプレー
トの開口幅に略等しく且つ該スキンプレートの開口端か
らそれぞれ上下方に向かって斜め前方に傾斜している横
長長方形状の掻き込み板の前端縁に複数個の切削刃を突
設していると共に該掻き込み板の両側端に後方に向かっ
て直角に屈折した側壁板を一体に設けてなり、上側の土
砂掻き込み部材においてはこの両側壁板の下端部を土砂
取込空間部におけるスキンプレートの前端上部両側面に
回動自在に枢着すると共に両側壁板の後端部にスキンプ
レート内の上端部に配設した上記ジャッキのロッド端を
連結させ、下側の土砂掻き込み部材においては上記両側
壁板の上端部を土砂取込空間部におけるスキンプレート
の前端下部両側面に回動自在に枢着すると共に両側壁板
の後端部にスキンプレート内の下端部に配設した上記ジ
ャッキのロッド端を連結させている構造を有する。
In order to achieve the above object, a rectangular section tunnel excavator according to the present invention has a partition wall integrally stretched near a front end opening and excavates an inside of an opening end on a front side of the partition wall. A skin plate having a rectangular cross section formed in the sediment intake space, and a vertical direction between the upper half portion and the lower half portion of the skin plate in front of the open end of the skin plate over the entire width of the open end. Upper and lower sediment scraping members each having a cutting blade protruding from a front end disposed reciprocally rotatable, a jack for vertically rotating these upper and lower sediment scraping members, and a front end opening the part from the partition wall are composed of a sand discharge pipe to face the above excavating sand taking space
In the tunnel excavator with rectangular cross section,
The scraping member and the lower earth and sand scraping member are formed of a rectangular oblong scraping plate that is substantially equal to the opening width of the skin plate and that is inclined obliquely forward and downward from the opening end of the skin plate. A plurality of cutting blades are protrudingly provided on the front edge, and side walls which are bent at right angles toward the rear are integrally provided on both side ends of the scraping plate. A rod for the jack, wherein the lower end of the wall plate is rotatably pivotally attached to both upper side surfaces of the front end of the skin plate in the sediment intake space, and the rear end portion of both side wall plates is disposed at the upper end of the skin plate. In the lower sediment scraping member, the upper ends of the both side wall plates are pivotally connected to the lower front side surfaces of the skin plate in the sediment intake space and the rear ends of the both side wall plates. Skin on the part It has a structure that is connected to the rod end of the jack which is disposed in the lower portion of the rate.

【0008】[0008]

【作用】掘削機の本体であるスキンプレートを推進させ
ながら該スキンプレートの開口端に配設している上側の
土砂掻き込み部材をジャッキの伸縮作動によりスキンプ
レートの開口端前方部における上半部間に亘って上下回
動させると共に下側の土砂掻き込み部材をジャッキの伸
縮作動によりスキンプレートの下半部間に亘って上下回
動させると、上側の土砂掻き込み部材の前端切削刃によ
ってスキンプレートの上半部の前方地盤が全面的に掘削
され、下側の土砂掻き込み部材の前端切削刃によってス
キンプレートの下半部の前方地盤が全面的に掘削され
る。
The upper half of the skin plate scraping member provided at the open end of the skin plate is moved forward and backward by the jack expansion and contraction while the skin plate, which is the body of the excavator, is propelled. When the lower sediment scraping member is vertically rotated between the lower halves of the skin plate by the expansion and contraction operation of the jack, the skin is cut by the front end cutting blade of the upper sediment scraping member. The front ground of the upper half of the plate is entirely excavated, and the front ground of the lower half of the skin plate is entirely excavated by the front end cutting blade of the lower sediment scraping member.

【0009】このように、掘削機本体であるスキンプレ
ートの推進と共に上下土砂掻き込み部材によってスキン
プレートの上半部と下半部の前方地盤をそれぞれ掘削さ
せることによりスキンプレートの前方地盤を全面的に掘
削させる。この際、上下土砂掻き込み部材を上下動させ
てその前端切削刃により地盤を掘削するものであるか
ら、スキンプレートはローリングする虞れもなく、その
上、矩形断面のトンネルを確実に且つ能率よく掘削する
ことができる。
As described above, the front ground of the upper and lower halves of the skin plate is excavated by the upper and lower earth and sand scraping members together with the propulsion of the skin plate, which is the body of the excavator, thereby completely covering the front ground of the skin plate. To excavate. At this time, since the ground is excavated by the front end cutting blade by moving the upper and lower sediment scraping members up and down, the skin plate does not have a risk of rolling, and furthermore, the tunnel of the rectangular cross section is surely and efficiently formed. Can be drilled.

【0010】また、上下土砂掻き込み部材のいずれか一
方の土砂掻き込み部材を上下回動させることによって、
スキンプレートの上半部又は下半部のみの前方地盤を掘
削することができると共にこれらの上下土砂掻き込み部
材を所望の回動角度範囲内で上下方向に回動させること
が可能であるから、掘削機を上方側に方向修正したい場
合にはスキンプレートの矩形状開口端前方における上端
部地盤を残してその他の部分を掘削することにより掘削
機を上方に進行させることができ、下方側に方向修正し
たい場合にはスキンプレートの矩形状開口端前方におけ
る下端部地盤を残してその他の部分を掘削しながら掘削
機を推進させればその方向に容易に修正し得るものてあ
る。
[0010] Further, by vertically rotating one of the upper and lower sediment scraping members,
Since it is possible to excavate the front ground of only the upper half or the lower half of the skin plate, and to rotate these upper and lower sediment scraping members vertically within a desired rotation angle range, When it is desired to correct the direction of the excavator upward, the excavator can be advanced upward by excavating the other portion while leaving the upper end ground in front of the rectangular opening end of the skin plate, and the downward direction can be achieved. If it is desired to make corrections, the excavator can be easily corrected in that direction by propelling the excavator while excavating the other portion while leaving the lower end ground in front of the rectangular opening end of the skin plate.

【0011】上下土砂掻き込み部材によって掘削した土
砂はスキンプレートの開口端内の土砂取込空間部に取り
込まれ、スキンプレートの隔壁を通じて該空間部に供給
された泥水と共に攪拌羽根によって攪拌されたのち、隔
壁の下端部を通じて該空間部に臨ませている排出管によ
り後方に排出される。こうして、本発明のトンネル掘削
機によって矩形断面のトンネルを掘進していくと共に矩
形パイプを埋設する場合には、一定長のトンネルの掘削
毎に該スキンプレートの後端に順次、スキンプレートと
同一断面形状を有する鋼製の定尺矩形パイプを順次後続
させればよい。
The earth and sand excavated by the upper and lower earth and sand scraping members are taken into the earth and sand intake space inside the opening end of the skin plate, and are stirred by the stirring blades together with the muddy water supplied to the space through the partition of the skin plate. The air is discharged backward by a discharge pipe facing the space through the lower end of the partition wall. In this way, when the tunnel excavator of the present invention excavates a tunnel having a rectangular cross section and burys a rectangular pipe, the same cross section as the skin plate is sequentially provided at the rear end of the skin plate every time a tunnel of a certain length is excavated. What is necessary is just to sequentially follow the steel fixed-length rectangular pipe which has a shape.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、本発明の具体的な実施の形
態を図面について説明すると、図1は矩形断面トンネル
掘削機の簡略縦断側面図であって、1は掘削機本体を形
成している前後端が開口した断面矩形状の角形鋼管から
なるスキンプレートであり、このスキンプレート1の前
端開口部近傍の内周面に隔壁2の四方周端縁を一体に固
着して該隔壁2の前面とスキンプレート1の開口前端間
のスキンプレート1内を土砂取込空間部3に形成してい
る。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a simplified longitudinal side view of a tunnel excavator having a rectangular cross section, and FIG. A skin plate made of a rectangular steel pipe having a rectangular cross section with open front and rear ends. A four-sided peripheral edge of a partition wall 2 is integrally fixed to an inner peripheral surface near a front end opening of the skin plate 1. The inside of the skin plate 1 between the front surface of the skin plate 1 and the opening front end of the skin plate 1 is formed in the earth and sand intake space 3.

【0013】スキンプレート1の開口端部に張設してい
る上記隔壁2の前方において、土砂取込空間部3の上下
部にスキンプレート1の開口端の全幅に亘って該スキン
プレート1の上半部の前方地盤を掘削する切削刃4aを備
えた上側土砂掻き込み部材4と、スキンプレート1の開
口端の全幅に亘って該スキンプレート1の下半部の前方
地盤を掘削する切削刃5aを備えた下側土砂掻き込み部材
5をそれぞれ配設している。
In front of the partition wall 2 extending at the opening end of the skin plate 1, the upper and lower portions of the sediment intake space 3 extend over the entire width of the opening end of the skin plate 1. An upper sediment scraping member 4 having a cutting blade 4a for excavating the front ground of a half portion, and a cutting blade 5a for excavating the front ground of the lower half of the skin plate 1 over the entire width of the open end of the skin plate 1. Are provided respectively.

【0014】上記上側の土砂掻き込み部材4は、スキン
プレート1の開口幅に略等しく且つ該スキンプレート1
の開口端部内の上部から前方に向かって斜め上方に傾斜
してその前端部をスキンプレート1の開口端から前方に
突出させている正面横長長方形状の掻き込み板4bの前端
縁に複数個の上記切削刃4aを小間隔毎に突設していると
共に掻き込み板4bの両側端に該掻き込み板4bに対して後
方に向かって直角に固着してなる側壁板4cを一体に設け
てなり、掻き込み板4bの後端からこれらの両側壁板4c、
4cの下端部を下方に突出させて脚部4dに形成し、該両脚
部4d、4dをスキンプレート1の開口端部の両側プレート
上部に枢軸6によって上下方向に回動自在に枢着してい
る。
The upper earth and sand scraping member 4 has a width substantially equal to the opening width of the skin plate 1.
The front side edge of a horizontally elongated rectangular scraping plate 4b which is inclined obliquely upward and forward from the upper portion of the opening end of the opening plate and whose front end projects forward from the opening end of the skin plate 1 The cutting blades 4a are protruded at small intervals, and side wall plates 4c are provided integrally on both ends of the raking plate 4b and are fixed at right angles to the raking plate 4b toward the rear. From the rear end of the scraping plate 4b, these both side wall plates 4c,
The lower end of 4c is projected downward to form a leg 4d, and both legs 4d, 4d are pivotally attached to the upper ends of both sides of the open end of the skin plate 1 by a pivot 6 so as to be rotatable vertically. I have.

【0015】同様に、上記下側の土砂掻き込み部材5
は、スキンプレート1の開口幅に略等しく且つ該スキン
プレート1の開口端部内の下部から前方に向かって斜め
下方に傾斜してその前端部をスキンプレート1の開口端
から前方に突出させている正面横長長方形状の掻き込み
板5bの前端縁に複数個の上記切削刃5aを小間隔毎に突設
していると共に掻き込み板5bの両側端に該掻き込み板5b
に対して後方に向かって直角に固着してなる側壁板5cを
一体に設けてなり、掻き込み板5bの後端からこれらの両
側壁板5c、5cの上端部を上方に突出させて脚部5dに形成
し、該両脚部5d、5dをスキンプレート1の開口端部の両
側プレート下部に枢軸7によって上下方向に回動自在に
枢着している。
Similarly, the lower sediment scraping member 5
Is approximately equal to the opening width of the skin plate 1 and is inclined obliquely downward from the lower part in the opening end of the skin plate 1 toward the front so that the front end projects forward from the opening end of the skin plate 1. A plurality of the cutting blades 5a are protruded at small intervals on the front edge of the front horizontally elongated rectangular scraping plate 5b, and the scraping plates 5b are provided on both side ends of the scraping plate 5b.
A side wall plate 5c fixed at a right angle toward the rear is integrally provided, and the upper ends of these side wall plates 5c, 5c are projected upward from the rear end of the scraping plate 5b to form leg portions. 5d, and both legs 5d, 5d are pivotally attached to the lower portions of both side plates at the open end of the skin plate 1 by a pivot 7 so as to be vertically rotatable.

【0016】さらに、上記上下土砂掻き込み部材4、5
は掻き込み板4b、5bの両側壁板4c、5cの後端部を上記隔
壁2の上下部の両側端に装着したジャッキ8、9のロッ
ド端にそれぞれピン10、11によって回動自在に連結して
いる。従って、上側のジャッキ8のロッドを伸縮させる
と、上側土砂掻き込み部材4は枢軸6を中心として上下
方向に回動してその前端切削刃4aをスキンプレート1の
開口端前方において該スキンプレート1の上端から中央
部に至る上半部の範囲内で上下方向に円弧状に往復移動
させ、下側のジャッキ9のロッドを伸縮させると、下側
土砂掻き込み部材5は枢軸7を中心として上下方向に回
動してその前端切削刃5aをスキンプレート1の開口端前
方において該スキンプレート1の下端から中央部に至る
下半部の範囲内で上下方向に円弧状に往復移動させるよ
うに構成している。
Further, the upper and lower sediment scraping members 4, 5
The rear ends of the side walls 4c and 5c of the scraping plates 4b and 5b are rotatably connected to the rod ends of jacks 8 and 9 mounted on the upper and lower ends of the partition 2 by pins 10 and 11, respectively. are doing. Therefore, when the rod of the upper jack 8 is expanded and contracted, the upper sediment scraping member 4 rotates vertically about the pivot 6 so that the front end cutting blade 4a is moved forward of the skin plate 1 at the opening end of the skin plate 1. When the rod of the lower jack 9 is extended and retracted in a vertical arc within the range of the upper half from the upper end to the center of the lower part, the lower sediment scraping member 5 moves up and down around the pivot 7. And the front end cutting blade 5a is reciprocated vertically in an arc in the range of the lower half from the lower end to the center of the skin plate 1 in front of the open end of the skin plate 1. are doing.

【0017】12はトンネル内の後方からスキンプレート
1内に配管された泥水供給管で、その開口前端を上記隔
壁2の上端部を貫通して上記土砂取込空間部3内に臨ま
せている。13は土砂排出管で、上記泥水供給管12と同じ
くトンネル内の後方からスキンプレート1内に配管され
てあり、その開口前端を上記隔壁2の下端部を貫通して
土砂取込空間部3内に臨ませている。この土砂排出管は
真空排土管であって、その前端部にエアピンチバルブ14
を備えていると共に該エアピンチバルブ14の後方近傍部
に開閉弁15を有する空気吸入管16を連結、連通させてな
る構造としている。
Numeral 12 denotes a muddy water supply pipe piped into the skin plate 1 from the rear in the tunnel. The opening front end of the muddy water supply pipe penetrates the upper end of the partition wall 2 and faces the sediment intake space 3. . Numeral 13 denotes a sediment discharge pipe which, like the muddy water supply pipe 12, is piped into the skin plate 1 from the rear in the tunnel, and has an opening front end penetrating the lower end of the bulkhead 2 and inside the sediment intake space 3. It is facing. This sediment discharge pipe is a vacuum discharge pipe and has an air pinch valve 14 at its front end.
And an air suction pipe 16 having an on-off valve 15 near and behind the air pinch valve 14.

【0018】17は土砂取込空間部3の中央部内で回転す
る土砂攪拌羽根で、その中心軸18を隔壁2の中央部に回
転自在に支持させていると共に隔壁2の背面側に装着し
た駆動モータ19によって回転させられるように構成して
いる。
Reference numeral 17 denotes a sediment stirring blade which rotates in the central portion of the sediment intake space 3 and has a central shaft 18 rotatably supported by the central portion of the partition wall 2 and a drive mounted on the rear side of the partition wall 2. It is configured to be rotated by a motor 19.

【0019】以上のように構成した矩形断面トンネル掘
削機は図3に示すように、発進立坑20からその本体であ
るスキンプレート1の後端に該スキンプレート1と同一
大きさ同一形状の定尺の矩形パイプ21を順次継ぎ足しな
がら発進立坑20内に設置した推進ジャッキ22により地中
に押し進められ、スキンプレート1の開口前端側におい
て上下土砂掻き込み部材4、5を上下方向に回動させる
ことによりその先端切削刃4a、5aによって矩形断面のト
ンネルを掘進していくものであり、該トンネル内に後続
する矩形パイプ21を直列状に埋入させるものである。
As shown in FIG. 3, the rectangular section tunnel excavator constructed as described above has a fixed size of the same size and shape as the skin plate 1 from the starting shaft 20 to the rear end of the skin plate 1 as its main body. Is pushed forward into the ground by a propulsion jack 22 installed in the starting shaft 20 while successively adding the rectangular pipes 21. By rotating the upper and lower sediment scraping members 4, 5 in the vertical direction at the front end side of the opening of the skin plate 1, The tip cutting blades 4a and 5a excavate a tunnel having a rectangular cross section, and a subsequent rectangular pipe 21 is embedded in the tunnel in series.

【0020】このトンネル掘削機による矩形断面トンネ
ルの掘削方法をさらに詳しく説明すると、スキンプレー
ト1の隔壁2の上下部に装着したジャッキ8、9を作動
させてそれぞれのロッドを伸縮させることにより上下の
土砂掻き込み部材4、5を枢軸6、7を中心として上下
方向に往復回動させる。この際、上側の土砂掻き込み部
材4を、その前端から突設した切削刃4aがスキンプレー
ト1の前方において該スキンプレート1の上半部間で上
下方向に往復移動するように駆動する一方、下側の土砂
掻き込み部材5を、その前端から突設した切削刃5aがス
キンプレート1の前方において該スキンプレート1の下
半部間で上下方向に往復移動するように駆動して、上側
の土砂掻き込み部材4の切削刃4aによってスキンプレー
ト1の上半部前方地盤を全幅に亘って掘削させ、下側の
土砂掻き込み部材5の切削刃5aによってスキンプレート
1の下半部前方地盤を全幅に亘って掘削させる。
The method of excavating a tunnel with a rectangular cross section by this tunnel excavator will be described in more detail. The jacks 8 and 9 mounted on the upper and lower portions of the partition 2 of the skin plate 1 are operated to extend and contract the respective rods so that the upper and lower rods are expanded and contracted. The earth and sand scraping members 4 and 5 are vertically reciprocated about the pivots 6 and 7. At this time, while driving the upper sediment scraping member 4 so that the cutting blade 4a protruding from the front end thereof reciprocates vertically between the upper halves of the skin plate 1 in front of the skin plate 1, The lower sediment scraping member 5 is driven such that the cutting blade 5a protruding from the front end thereof reciprocates vertically between the lower halves of the skin plate 1 in front of the skin plate 1, and The cutting ground 4a of the soil plate scraping member 4 excavates the upper half front ground of the skin plate 1 over the entire width, and the cutting blade 5a of the lower sand raking member 5 cuts the lower half front ground of the skin plate 1. Excavate over the entire width.

【0021】スキンプレート1の前方地盤は、スキンプ
レート1の上半部側においては上側土砂掻き込み部材4
を下方に回動させてその前端切削刃4aをスキンプレート
1内側に向かって下方に円弧状に移動させることにより
行われ、該切削刃4aにより掘削される土砂を掻き込み板
4bによってスキンプレート1内の土砂取込空間部3内に
掻き寄せるものであり、スキンプレート1の下半部側に
おいては下側土砂掻き込み部材5を上方に回動させてそ
の前端切削刃5aをスキンプレート1内側に向かって上方
に円弧状に移動させることにより行われ、該切削刃5aに
より掘削される土砂を掻き込み板5bによってスキンプレ
ート1内の土砂取込空間部3内に掻き寄せるものであ
る。
The ground in front of the skin plate 1 includes an upper sediment scraping member 4 on the upper half side of the skin plate 1.
Is rotated downward to move the front end cutting blade 4a in an arc shape downward toward the inside of the skin plate 1, and the earth and sand excavated by the cutting blade 4a is scraped by a plate.
4b, the lower part 5 of the skin plate 1 is swung upward by turning the lower sediment scraping member 5 upward to cut the front end cutting blade 5a. Is moved upward in an arc toward the inside of the skin plate 1, and the earth and sand excavated by the cutting blade 5 a is scraped into the earth and sand intake space 3 in the skin plate 1 by the scraping plate 5 b. Things.

【0022】こうして、掘削機本体であるスキンプレー
ト1を推進させながら上下土砂掻き込み部材4、5の切
削刃4a、5aによってスキンプレート1の開口形状に等し
い断面矩形状トンネル部を掘進し、一定長さのトンネル
が掘削される毎に発進立坑20で矩形パイプ21を継ぎ足し
ていくものである。
Thus, while the skin plate 1, which is the body of the excavator, is propelled, the cutting blades 4a, 5a of the upper and lower earth and sand scraping members 4, 5 excavate a tunnel portion having a rectangular cross section equal to the opening shape of the skin plate 1. Each time a tunnel of a length is excavated, a rectangular pipe 21 is added to the starting shaft 20.

【0023】また、トンネル掘削機の掘進途中におい
て、上方に方向制御したい場合には、下側の土砂掻き込
み部材5をスキンプレート1の開口端の下半部前方で該
下半部間に亘って上下方向に大きく回動させる一方、上
側の土砂掻き込み部材4をスキンプレート1の開口端の
上半部前方で上端部の地盤を残すように一定角度の範囲
内で上下方向に回動させてスキンプレート1の開口端前
方における上端部地盤を残してその他の部分を切削刃4
a、5bで掘削しながら掘削機を推進させることにより、
推進抵抗が小さいスキンプレートの下半部側が先行する
ように該スキンプレートが前進して上方に向かって方向
制御し得るものであり、下方に方向制御したい場合に
は、スキンプレート1の開口端前方における下端部地盤
を残してその他の部分を切削刃4a、5bで掘削しながら掘
削機を推進させることによりその方向に制御し得る。
When it is desired to control the direction upward during excavation of the tunnel excavator, the lower sediment scraping member 5 extends between the lower halves in front of the lower half of the open end of the skin plate 1. While turning the upper sediment scraping member 4 up and down within a certain angle range so as to leave the ground at the upper end in front of the upper half of the open end of the skin plate 1. The remaining portion of the skin plate 1 is cut with a cutting blade 4 while leaving the upper end ground in front of the open end.
By propelling the excavator while drilling at a, 5b,
The skin plate can move forward and control the direction upward so that the lower half side of the skin plate with the lower propulsion resistance precedes it. The excavator can be propelled while excavating the other portion with the cutting blades 4a and 5b while leaving the lower end ground in the above, so that the direction can be controlled.

【0024】上下土砂掻き込み部材4、5の切削刃4a、
5aによって掘削され、且つ掻き込み板4b、5bによって土
砂取込空間部3内に掻き寄せられた掘削土砂は、排出管
13によって発進立坑20側に排出される。即ち、泥水供給
管12を通じて発進立坑20側から後続矩形パイプ21内を介
してスキンプレート1の土砂取込空間部3内に泥水を供
給して土砂取込空間部3内の掘削土砂と攪拌羽根17によ
り攪拌し、この泥水との混合攪拌土砂をエアピンチバル
ブ14を開放させて真空吸引力により土砂取込空間部3か
ら一定量の攪拌土砂を排出管13内に取り込んだのち、エ
アピンチバルブ14を閉止して該エアピンチバルブ14に接
続している空気吸引管16の開閉弁15を開放させることに
より排出管13内に取り込んだ土砂を発進立坑20側に排出
するものである。なお、以上の実施例において、は排土
手段として真空吸引力を使用しているが、排出管13内に
スクリューを設けてなるスクリューコンベアを用いても
よい。
The cutting blades 4a of the upper and lower sediment scraping members 4, 5,
The excavated earth and sand excavated by 5a and raked into the earth and sand intake space 3 by the raking plates 4b and 5b
13 discharges to the starting shaft 20 side. That is, the muddy water is supplied into the sediment intake space 3 of the skin plate 1 from the starting shaft 20 side through the muddy water supply pipe 12 through the subsequent rectangular pipe 21 to excavate the sediment and the stirring blades in the sediment intake space 3. The mixture is mixed with the muddy water, and the mixed sediment is mixed with the muddy water. The air pinch valve 14 is opened, and a certain amount of the mixed sediment is taken into the discharge pipe 13 from the sediment intake space 3 by a vacuum suction force. By closing 14 and opening the on-off valve 15 of the air suction pipe 16 connected to the air pinch valve 14, the sediment taken in the discharge pipe 13 is discharged to the start shaft 20 side. In the above embodiment, the vacuum suction force is used as the discharging means, but a screw conveyor having a screw provided in the discharge pipe 13 may be used.

【0025】また、上下土砂掻き込み部材4、5とし
て、スキンプレート1の開口幅に等しい単一の横長長方
形状掻き込み板4b、5bをそれぞれジャッキ8、9によっ
てスキンプレート1の上半部と下半部との前方でそれぞ
れ上下動させて、スキンプレート1の全幅等しい地盤を
上下方向に掘削するように構成しているが、これらの上
下土砂掻き込み部材4、5をそれぞれ幅方向に2分割し
て左右の上側土砂掻き込み部材と、同じく左右の下側土
砂掻き込み部材とに形成し、スキンプレート1の上半部
前方地盤をそれぞれのジャッキにより単独的に上下動す
る左右の上側土砂掻き込み部材によって掘削させる一
方、下半部前方地盤をそれぞれのジャッキにより単独的
に上下動する左右の下側土砂掻き込み部材によって掘削
させるように構成しておいてもよい。このように、スキ
ンプレート1の開口端の上下左右の4個所に土砂掻き込
み部材を配設しておくことにより、例えば、右側に方向
修正をしたい場合には左側の上下土砂掻き込み部材によ
ってスキンプレート1の左半部分の前方地盤を掘削しな
がら推進させれば、その方向に修正することができるも
のである。
Further, as the upper and lower sediment scraping members 4 and 5, single horizontal rectangular scraping plates 4b and 5b each having the same opening width as the skin plate 1 are connected to the upper half of the skin plate 1 by jacks 8 and 9, respectively. The soil plate 1 is vertically moved in front of the lower half to excavate the ground having the same width as the skin plate 1 in the vertical direction. The left and right upper sediment is divided into left and right upper sediment scraping members and left and right lower sediment scraping members, and the upper half front ground of the skin plate 1 is independently moved up and down by respective jacks. While the excavation is performed by the scraping members, the lower ground front ground is configured to be excavated by the left and right lower sediment scraping members that individually move up and down by the respective jacks. May be. In this way, by arranging the earth and sand scraping members at the four positions on the upper, lower, left and right sides of the opening end of the skin plate 1, for example, when it is desired to correct the direction to the right, the skin is scraped by the upper and lower earth and sand scraping members on the left. If it is propelled while excavating the ground in front of the left half of the plate 1, the direction can be corrected in that direction.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上のように本発明の矩形断面トンネル
掘削機によれば、前端開口部近傍内に隔壁を一体に張設
して該隔壁前方側の開口端内部を掘削土砂取込空間部に
形成している断面矩形状のスキンプレートと、このスキ
ンプレートの開口端前方において該開口端の全幅に亘り
該スキンプレートの上半部間と下半部間でそれぞれ上下
方向に往復回動自在に配設された前端に切削刃を突設し
てなる上側及び下側の土砂掻き込み部材と、これらの上
下土砂掻き込み部材を上下方向に回動させるジャッキ
と、前端開口部を隔壁から上記掘削土砂取込空間部に臨
ませた土砂排出管とから構成しているので、スキンプレ
ートを推進しながら上下土砂掻き込み部材を回動させる
ことにより、これらの上下土砂掻き込み部材の前端にス
キンプレートの開口幅間に亘って突設している切削刃に
よってスキンプレートと同一矩形断面形状を有するトン
ネルを確実且つ能率よく掘削することができ、しかも、
掘削土砂を取込空間部内に取り込みながら排出管を通じ
て後方に排出するものであるから長距離トンネルの掘削
が可能となるものであり、その上、上下土砂掻き込み部
材上下動させてトンネル掘削を行うものであるから、ス
キンプレートはローリングをする虞れもなく、精度のよ
いトンネルを掘進していくことができる。
As described above, according to the rectangular section tunnel excavator of the present invention, the partition wall is integrally stretched in the vicinity of the front end opening, and the inside of the opening end on the front side of the partition wall is excavated in the sediment intake space. A skin plate having a rectangular cross section formed at the front end of the skin plate, and reciprocally vertically movable between an upper half portion and a lower half portion of the skin plate in front of an open end of the skin plate over the entire width of the open end. The upper and lower sediment scraping members formed by projecting a cutting blade at the front end disposed on the front end, jacks for rotating these upper and lower sediment scraping members in the vertical direction, and the front end opening from the partition wall. Since it consists of a sediment discharge pipe facing the excavated sediment intake space, the top and bottom sediment scraping members are rotated by rotating the upper and lower sediment scraping members while propelling the skin plate. Plate opening The cutting blade being projected over between can be drilled and reliably and efficiently a tunnel having a skin plate of the same rectangular cross-section, moreover,
Excavated soil is discharged backward through the discharge pipe while being taken into the intake space, so that long-distance tunnels can be excavated. In addition, the tunnel excavation is performed by vertically moving the sediment scraping member up and down Therefore, the skin plate does not have a possibility of rolling and can excavate a tunnel with high accuracy.

【0027】また、上記上側と下側との土砂掻き込み部
は、スキンプレートの開口端からそれぞれ上下方向に
向かって斜め前方に傾斜した横長長方形状の掻き込み板
の前端縁に切削刃を突設してなるものであるから、上側
の土砂掻き込み部材の下方への回動時にその前端切削刃
によってスキンプレートの上半部の前方地盤を掘削しな
がら掻き込み板によって掘削土砂を土砂取込空間部に積
極的に掻き込ませることができ、下側の土砂掻き込み部
材の上方への回動時にその前端切削刃によってスキンプ
レートの下半部の前方地盤を掘削しながら掻き込み板に
よって掘削土砂を土砂取込空間部に積極的に掻き込ませ
ることができる。
Further, the upper and lower earth and sand scraping members have cutting blades projecting from the open ends of the skin plate to the front end edges of a horizontally long rectangular scraping plate inclined obliquely forward in the vertical direction. When the upper sediment scraping member is pivoted downward, the cutting blade at the front end excavates the front half of the upper half of the skin plate, and the excavated sediment is taken in by the scraping plate. It can be actively scraped into the space, and excavated by the scraping plate while excavating the front ground of the lower half of the skin plate by the front cutting blade when the lower earth and sand scraping member rotates upward Sediment can be actively scraped into the sediment intake space.

【0028】さらに、上下土砂掻き込み部材を所望の角
度範囲で上下方向に回動させることができるので、掘削
機を上方側に方向修正したい場合にはスキンプレートの
矩形状開口端前方における上端部地盤を残してその他の
部分を掘削することにより掘削機を上方に進行させるこ
とができ、下方側に方向修正したい場合にはスキンプレ
ートの矩形状開口端前方における下端部地盤を残してそ
の他の部分を掘削しながら掘削機を推進させればその方
向に容易に修正し得るものてある。
Further, since the upper and lower sediment scraping members can be turned up and down within a desired angle range, the upper end of the skin plate in front of the rectangular opening end can be used to correct the direction of the excavator upward. The excavator can be advanced upward by excavating other parts while leaving the ground, and if you want to correct the direction downward, leave the lower end ground in front of the rectangular opening end of the skin plate and other parts If the excavator is propelled while excavating, the direction can be easily corrected.

【0029】また、スキンプレートの後方側から隔壁の
上端部を貫通して上記掘削土砂取込空間部に泥水を供給
する泥水供給管と、前端開口部を隔壁の下端部から上記
掘削土砂取込空間部内に臨ませて掘削土砂を後方に搬出
する排出管と、隔壁に回転自在に支持されて上記掘削土
砂取込空間部内の土砂を攪拌するための攪拌羽根とを設
けておくことによって、スキンプレートの開口前端部内
に取り込まれた掘削土砂に泥水を注入しながら攪拌羽根
によって大きな土塊が存在しない排土にして排出管を通
じて確実に排出させることができるものである。
A muddy water supply pipe which penetrates the upper end of the partition wall from the rear side of the skin plate and supplies muddy water to the excavated sediment intake space, and a front end opening is formed by the excavated sediment intake from the lower end of the partition wall. By providing a discharge pipe that faces the space and discharges the excavated earth and sand backward, and a stirring blade that is rotatably supported by the partition wall and stirs the earth and sand in the excavated earth and sand intake space , the skin is provided. While injecting muddy water into the excavated earth and sand taken into the front end of the opening of the plate, the stirring blades can be used to surely discharge the soil without large lumps and discharge it through the discharge pipe.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】矩形断面トンネル掘削機の簡略縦断側面図、FIG. 1 is a simplified longitudinal side view of a rectangular section tunnel excavator,

【図2】その正面図、FIG. 2 is a front view thereof,

【図3】トンネル掘進中の簡略縦断側面図、FIG. 3 is a simplified longitudinal side view during tunnel excavation,

【図4】従来の矩形断面トンネルの掘削装置を示す簡略
縦断側面図、
FIG. 4 is a simplified longitudinal sectional side view showing a conventional rectangular section tunnel excavator;

【図5】その正面図。FIG. 5 is a front view thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スキンプレート 2 隔壁 3 土砂取込空間部 4 上側土砂掻き込み部材 4a その切削刃 5 下側土砂掻き込み部材 5a その切削刃 8、9 ジャッキ 12 泥水供給管 13 土砂排出管 17 攪拌羽根 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Skin plate 2 Partition wall 3 Sediment intake space part 4 Upper sediment scraping member 4a Cutting blade 5 Lower sediment scraping member 5a Cutting blade 8, 9 Jack 12 Muddy water supply pipe 13 Sediment discharge pipe 17 Stirrer blade

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/08 - 9/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) E21D 9/08-9/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 前端開口部近傍内に隔壁を一体に張設し
て該隔壁前方側の開口端内部を掘削土砂取込空間部に形
成している断面矩形状のスキンプレートと、このスキン
プレートの開口端前方において該開口端の全幅に亘り該
スキンプレートの上半部間と下半部間でそれぞれ上下方
向に往復回動自在に配設された前端に切削刃を突設して
なる上側及び下側の土砂掻き込み部材と、これらの上下
土砂掻き込み部材を上下方向に回動させるジャッキと、
前端開口部を隔壁から上記掘削土砂取込空間部に臨ませ
た土砂排出管とから構成している矩形断面トンネル掘削
機において、上記上側の土砂掻き込み部材と下側の土砂
掻き込み部材は、スキンプレートの開口幅に略等しく且
つ該スキンプレートの開口端からそれぞれ上下方に向か
って斜め前方に傾斜している横長長方形状の掻き込み板
の前端縁に複数個の切削刃を突設していると共に該掻き
込み板の両側端に後方に向かって直角に屈折した側壁板
を一体に設けてなり、上側の土砂掻き込み部材において
はこの両側壁板の下端部を土砂取込空間部におけるスキ
ンプレートの前端上部両側面に回動自在に枢着すると共
に両側壁板の後端部にスキンプレート内の上端部に配設
した上記ジャッキのロッド端を連結させ、下側の土砂掻
き込み部材においては上記両側壁板の上端部を土砂取込
空間部におけるスキンプレートの前端下部両側面に回動
自在に枢着すると共に両側壁板の後端部にスキンプレー
ト内の下端部に配設した上記ジャッキのロッド端を連結
させていることを特徴とする矩形断面トンネル掘削機。
1. A skin plate having a rectangular cross section in which a partition is integrally stretched in the vicinity of a front end opening and an inside of an opening end on the front side of the partition is formed in an excavated sediment intake space. An upper side formed by projecting a cutting blade at a front end which is reciprocally rotatable vertically between the upper half and the lower half of the skin plate over the entire width of the open end in front of the open end. And a lower and lower sediment scraping member, and a jack for vertically rotating these upper and lower sediment scraping members,
Tunnel excavation with a rectangular cross section consisting of a sediment discharge pipe with the front end opening facing the excavated sediment intake space from the bulkhead
The upper and lower sediment scraping members and the lower sediment
The scraping member is substantially equal to the opening width of the skin plate and
From the open end of the skin plate upward and downward respectively
横 掻 横 横 横 横 横
A plurality of cutting blades projecting from the front edge of the
Side walls bent at right angles backwards on both sides of the insert
Is provided integrally, and in the upper earth and sand scraping member
Between the lower ends of the side wall plates in the sediment intake space.
When pivotally mounted on both sides of the upper front end of the
At the rear end of the wall plate on both sides at the upper end of the skin plate
The jack end of the jack
For the buried member, take in the upper ends of
Pivot to the lower side of the front end of the skin plate in the space
Attach freely and skin play on the rear end of both side wall boards
Connect the rod end of the jack located at the lower end of the jack
Rectangular cross-section tunnel boring machine, characterized in that it is.
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